低壓省煤器在220 MW機組上的應用

王海超，張如周，任建平，侯凡軍，侯本杰

（1.國網山東省電力公司電力科學研究院，山東 濟南 250003；2.華能曲阜熱電有限公司，山東 濟寧 273100；3.山東中實易通集團有限公司，山東 濟南 250003）

·發電技術·

低壓省煤器在220 MW機組上的應用

王海超1，張如周2，任建平2，侯凡軍1，侯本杰3

（1.國網山東省電力公司電力科學研究院，山東 濟南 250003；2.華能曲阜熱電有限公司，山東 濟寧 273100；3.山東中實易通集團有限公司，山東 濟南 250003）

為解決某電廠兩臺220MW機組排煙溫度偏高的問題，在空氣預熱器出口至電除塵器之間增設低壓省煤器，回收煙氣余熱。對增設低壓省煤器的經濟性進行分析，結果表明降低標準煤耗2.94g／kWh。通過試驗測定，可以達到理論分析結果水平。

低壓省煤器；節能；煤耗

Abstract:To solve the problem of excessively high temperature exhaust gas from two 220 MW units of a power plant，a low pressure economizer is installed between the air preheater outlet and the electrostatic precipitator to recover waste heat from the exhaust gas.Based on the analysis of the economy of low-pressure economizers，the conclusion is that the standard coal consumption can be reduced by 2.94 g／kWh by installing the low-pressure economizer.Through experimental test，the theoretical analysis is proved to be accurate.

Key words:low-pressure economizer；energy saving；standard coal consumption

0 引言

國內某電廠一期兩臺鍋爐為四川鍋爐廠制造的CG670／13.7-M型、超高壓一次中間再熱、自然循環汽包爐，Π型布置，四角切圓燃燒，平衡通風，固態除渣。鍋爐按魯西混煤設計煤粉燃燒器。鍋爐設計效率90.57%，設計排煙溫度為147℃，排煙熱損失較大。經過分析認為，可以通過增加低壓省煤器的方式，充分利用排煙余熱，提高機組經濟性。

1 改造方案確定

低壓省煤器與回熱系統的連接有兩種方式，一種是串聯，一種是并聯，兩種方式各有優缺點。設計參數相同時，并聯系統的水側阻力較小，但是不能實現余熱的梯級利用，當排煙溫度較低時經濟性可能變差。串聯布置可以實現煙氣余熱的梯級利用，但是增加了水側阻力［1］。根據一期鍋爐實際情況，選擇并聯方式。

根據系統熱平衡圖，汽輪機熱耗驗收工況（THA工況）時2號低壓加熱器DJ2進水溫度為70.35℃，出口溫度為106.1℃。經測定，THA工況下鍋爐的排煙溫度為155℃，現有煤種酸露點為95.8℃，根據硫酸腐蝕特性及有限腐蝕的設計思想，在采用耐腐蝕材料的情況下，本方案選擇排煙溫度為89℃［2-3］。通過計算分析后綜合考慮各種因素，低壓省煤器水系統從DJ2進口引出部分主凝結水進入換熱器，加熱后從DJ3進口返回到回熱系統，并通過再循環調節閥調節低壓省煤器出口的凝結水溫度。改造后系統見圖1。

根據現場位置情況，低壓省煤器布置在預除塵器出口至靜電除塵器入口的4個水平煙道內。按照受熱面是否位于結露區，將低壓省煤器分為高溫段與低溫段兩部分。煙氣從前向后依次通過高溫段受熱面與低溫段受熱面；主凝結水依次流經低壓省煤器入口集箱、低溫段受熱面、高溫段受熱面、出口集箱，經凝結水母管匯集后，返回主凝結水管路。由于實現了工作介質、煙氣的逆向流動，增強了低壓省煤器的傳熱效果，在保證安全的前提下，最大限度地降低排煙溫度。

圖1 煙氣余熱利用改造后系統

2 經濟性分析

2.1 節能潛力分析

THA工況下，主凝結水全部流量通過低壓省煤器系統，從70.35℃加熱到105.61℃，需要吸收的熱量為19.25 MW。煙氣溫度從155℃降低到88℃，回收的煙氣余熱為19.17 MW。煙氣側放熱滿足水側吸熱需要，表1給出了100%THA工況和75%THA工況的熱平衡計算匯總。

表1 低壓省煤器系統熱平衡計算

2.2 節能效益分析

對于低壓省煤器系統而言，THA工況，凝結水全流量通過煙氣冷卻器，DJ2不抽汽。抽汽量減少28.21 t／h，發電功率增加5.07 MW左右，發電煤耗降低 3.12 g／（kWh），供電煤耗降低 2.94 g／（kWh），計算見表2。

表2 低壓省煤器系統THA工況煤耗計算

上述計算的供電煤耗計算考慮了布置在煙道中的換熱器煙氣側的阻力增加和進出水管道阻力增加。

據此計算，增加低壓省煤器系統后，按負荷率70%，廠用電率5.5%，年運行5 000 h計算，單臺機組年節約煤量2721.4 t。電廠標煤價格按500元／t計算，年節煤收益113.39萬元。

表3 經濟性分析

3 運行效果

低壓省煤器投運后，對低壓省煤器節能效果進行了測試。在220 MW負荷工況下，低壓省煤器停運時修正后熱耗率為8 273.8 kJ／kWh，低壓省煤器投運時修正后熱耗率為8 201.4 kJ／kWh，投運低壓省煤器后熱耗率降低約72.4 kJ／kWh。各工況主要試驗結果如表4所列。根據表4的數據以及設計熱耗率繪制圖2發電機功率與熱耗率的關系曲線。

表4 各工況主要試驗結果

圖2 發電機功率與熱耗率關系曲線

煤耗率計算時，鍋爐效率取90.57%，管道效率取99.00%。低壓省煤器運行過程中通過加熱器級間壓差克服系統本身的阻力，只有再循環泵可能消耗極少的電力，所以低壓省煤器投運與停運本身對廠用電率的影響可以忽略不計。為了便于比較低壓省煤器投停下的煤耗率，相同負荷下取相同廠用電率進行煤耗率計算，具體結果如表4所列。

在220 MW負荷工況下，低壓省煤器停運時修正后供電煤耗率為340.6 g／kWh，低壓省煤器投運時修正后供電煤耗率為337.6 g／kWh，投運低壓省煤器后供電煤耗率降低約3.0 g／kWh。根據表4的數據繪制圖3發電機功率與供電煤耗率的關系曲線。

試驗期間，低壓省煤器出口煙氣溫度和回水溫度均在設計值附近，運行狀況良好。

圖3 發電機功率與供電煤耗率關系曲線

4 結語

利用低壓省煤器有限腐蝕設計理念，可以大幅度降低低壓省煤器出口煙氣溫度，回收排煙余熱，提高機組經濟效益。經試驗驗證，加裝低壓省煤器可以降低供電煤耗 3.0 g／kWh，略高于理論計算值（2.94 g／kWh），符合預期目標。

［1］杜艷玲，李斌，李露，等.220 MW機組增設低壓省煤器的經濟性分析［J］.電力科學與工程，2012，28（10）：53-56.

［2］張建福，趙欽新，王海超，等.煙氣余熱回收裝置的參數優化分析［J］.動力工程學報，2010，30（9）：652-657.

［3］黃新元，史月濤，孫奉仲，等.670 t／h鍋爐增設低壓省煤器降低排煙溫度的實踐［J］.中國電力，2008，41（6）：55-58.

Application of Low Pressure Economizer for 220 MW Unit

WANG Haichao1，ZHANG Ruzhou2，REN Jianping2，HOU Fanjun1，HOU Benjie3
（1.Shandong Electric Power Researcher Insittute，Jinan 250003，China；2.Huaneng Qufu Thermal Power Co.，Ltd，Jining 273100，China；3.Shandong Zhongshi Yitong Group CO.LTD，Jinan 250003，China）

TM621

B

1007－9904（2017）09－0065－03

國網山東省電力公司電力科學研究院2017年度技術革新項目

2017－06－21

王海超（1987），男，工程師，從事電站鍋爐性能測試等工作。